Täyteaineet - lisäarvoa kalsiumkarbonaatilla. Juha Repo, Omya.

1. This document contains proprietary information which shall not be
used and disclosed without Omya explicit written authorization.
1
Täyteaineet – Lisäarvoa
kalsiumkarbonaatilla
Materiaalien sovellukset yrityksille
Teemana muovit
Turku Science Park 25.5.2016
Juha Repo, Omya Oy

2. This document contains proprietary information which shall not be
used and disclosed without Omya explicit written authorization.
2
Sisältö
• Omya lyhyesti
• Muoviteollisuuden yleisimmät mineraalitäyteaineet
• Kalsiumkarbonaatti
• Kalsiumkarbonaatin edut muoviteollisuudessa
• Materiaaliominaisuudet
• Prosessoitavuus
• Raaka-ainekustannukset
• Kestävä kehitys
• Lopputuote-esimerkkejä
• Yhteenveto

3. This document contains proprietary information which shall not be
used and disclosed without Omya explicit written authorization.
3
Omya lyhyesti
• Globaali johtava teollisuusmineraalien valmistaja
• Päätuotteina kalsiumkarbonaatista ja dolomiitista
valmistetut täyteaineet ja päällystyspigmentit
• Erikoiskemikaalien maailmanlaajuinen jakelija
• Sveitsiläinen perheyritys
• Perustettu 1884
• 8,000 työntekijää
• 175 tehdasta yli 50 maassa
• Mineraalivarannot yli 100 vuodeksi eteenpäin

4. This document contains proprietary information which shall not be
used and disclosed without Omya explicit written authorization.
4
Liiketoiminta-alueet
ConstructionPrinting & Writing Technical Polymer Applications
E
Agriculture & Forestry Water & EnergyConsumer GoodsPackaging

5. This document contains proprietary information which shall not be
used and disclosed without Omya explicit written authorization.
5
Muoviteollisuuden
yleisimmät
mineraalitäyteaineet

6. This document contains proprietary information which shall not be
used and disclosed without Omya explicit written authorization.
6
Muoviteollisuuden yleisimmät mineraalitäyteaineet
Kalsiumkarbonaatti
Jauhettu luonnon kalsiumkarbonaatti on tärkein mineraali
muovi- ja kumiteollisuudelle.
Dolomiitti
Kalsiummagnesiumkarbonaatti. Samankaltaiset
ominaisuudet kuin kalsiumkarbonaatilla.
Talkki
Luonnostaan pehmeä magnesiumsilikaatti. Esiintyy
erilaisina muotoina. Levymäinen muoto on
muoviteollisuudessa käytetty.

7. This document contains proprietary information which shall not be
used and disclosed without Omya explicit written authorization.
7
Wollastoniitti
Neulamainen kalsiumsilikaatti. Erikoislaatuja
käytetään muoviteollisuudessa.
Kaoliini
Alumiinisilikaatti. Puhdas kaoliini on erittäin valkoista.
Tärkeä mineraali kumiteollisuudelle.
Mica
Termi Mica kattaa useita alumiinisilikaatti -mineraaleja.
Muoviteollisuuden yleisimmät mineraalitäyteaineet

8. This document contains proprietary information which shall not be
used and disclosed without Omya explicit written authorization.
8
Yleisimpien täyteaineiden muodot – pituuden suhde leveyteen
Suhdeluvun (aspect ratio) kasvaessa jäykkyys ja vetolujuus paranevat
Iskulujuus yleensä heikkenee suhdeluvun kasvaessa

9. This document contains proprietary information which shall not be
used and disclosed without Omya explicit written authorization.
9
Kalsiumkarbonaatti

10. This document contains proprietary information which shall not be
used and disclosed without Omya explicit written authorization.
10
• Luonossa esiintyvät kivilajit:
Liitu, Kalkkikivi ja Marmori
• Näitä murskataan, jauhetaan,
luokitellaan ja käsitellään
jauhemaiseen muotoon
• Kalsiumkarbonaatin tiheys 2.7 kg/dm3

11. This document contains proprietary information which shall not be
used and disclosed without Omya explicit written authorization.
11
Kalsiumkarbonaatti – Tärkeät valintakriteerit
 Pintakäsittely:
 Koostumus
 Peittoaste
 Pintajännitys
 Puhtaus:
 Väri
 Metallijäämät
 Liukenemattomat
 Partikkelikoko:
 Partikkelikokojakauma
 Top cut (d98%)
 Keskipartikkelikoko(d50%)
Ground CaCO3-Marble
wt%finerthan
Particle size (µm)
Particle Size Distribution

12. This document contains proprietary information which shall not be
used and disclosed without Omya explicit written authorization.
12
Kalsiumkarbonaatti:
Edut ja esimerkit
muoviteollisuudessa

13. This document contains proprietary information which shall not be
used and disclosed without Omya explicit written authorization.
13
1. Materiaaliominaisuudet
2. Prosessoitavuus
3. Raaka-ainekustannukset
4. Kestävä kehitys

14. This document contains proprietary information which shall not be
used and disclosed without Omya explicit written authorization.
14
Yleisimmin mineraali-modifioidut muovit
 PVC
 Polyolefiinit
 Polyesterit
 Polyuretaani
 Kumit & Elastomeerit
 Styreenimuovit

15. This document contains proprietary information which shall not be
used and disclosed without Omya explicit written authorization.
15
1. Materiaaliominaisuudet
↑ Jäykkyys
↑ Lämmönkestävyys HDT
↓ Kutistuma, vääntymä
↑↓ Sähköiset ominaisuudet
↓ Syttyvyys
↑ Tiheys
↑ Puristuslujuus
↑ Voitelevuus
↑ Kulumiskestävyys
↑ Barrier ↓ Permeabiliteetti
↑ Iskulujuus
↑ Dimensiostabiliteetti
↑ Lämmönjohtavuus
↑ Pintaenergia
↑ Kosteudenkestävyys
↑ ESCR
↑ Tartunta
↑ Opasiteetti ↓Kiilto
↑ Kitkakerroin

16. This document contains proprietary information which shall not be
used and disclosed without Omya explicit written authorization.
16
Jäykkyys
10 % kalsiumkarbonaattia lisää jäykkyyttä noin 20 %

17. This document contains proprietary information which shall not be
used and disclosed without Omya explicit written authorization.
17
Lämmönjohtavuus
-
0,50
1,00
1,50
2,00
2,50
3,00
Thermal Conductivity [W * m-1 * K-1]
PP LLDPE HDPE CaCO3
Nopeampi lämpötilan tasoittuminen ja tuotteen jäähtyminen

18. This document contains proprietary information which shall not be
used and disclosed without Omya explicit written authorization.
18
Pintaenergia
Painettavuuden paratuminen esimerkikisi PE kalvolla
Vähentää korona-käsittelyn tarvetta

19. This document contains proprietary information which shall not be
used and disclosed without Omya explicit written authorization.
19
Kutistuma
Dimensiostabiliteetin lisääntyminen
Kutistuman muutokset huomioitava muottisuunnittelussa

20. This document contains proprietary information which shall not be
used and disclosed without Omya explicit written authorization.
20
Hapen ja vesihöyryn läpäisy
10 – 15 % kalsiumkarbonaattia 75 micron PE kalvossa
 Vesihöyryn läpäisevyys laskee 10 – 15 %
 Happen läpäisevyys laskee 25 – 28 %

21. This document contains proprietary information which shall not be
used and disclosed without Omya explicit written authorization.
21
Korkeampi lämmönjohtavuus
- Nopeampi sulaminen ekstruuderissa
- Homogeenisempi sula
- Nopeampi tuotteen jäähdytys
 Extruusiolinjan tuotantonopeuden kasvu
Alhaisempi laajenemiskerroin
- Pienempi sulan tilavuus
- Alhaisempi kitka sulan ja sylinterin välillä
- Alhaisempi sulapaine ja momentti
 Kasvanut extruuderin tuotto
2. Prosessoitavuus

22. This document contains proprietary information which shall not be
used and disclosed without Omya explicit written authorization.
22
Sulapaine ja ekstruuderin momentti
Sulapaine ja momentti laskevat
Pintakäsitellyn kalsiumkarbonaatin vaikutus voimakkaampi

23. This document contains proprietary information which shall not be
used and disclosed without Omya explicit written authorization.
23
Jäähdytysaika
10 % kalsiumkarbonaattia vähentää PP:n jäähdytysaikaa
ruiskuvalussa noin 10 %

24. This document contains proprietary information which shall not be
used and disclosed without Omya explicit written authorization.
24
3. Raaka-ainekustannukset
• Muovin korvaaminen edullisemmalla mineraalilla
• Mekaanisten ominaisuuksien kasvu mahdollistaa
tuotteen ohentamisen
• Vähemmän herkkä hintavaihteluille
• Kalliimpien valkoisten pigmenttien vähentäminen
• Tyypillisesti pitoisuudet vaihtelevat 2 % ja 60 %
välillä sovelluksesta riippuen

25. This document contains proprietary information which shall not be
used and disclosed without Omya explicit written authorization.
25
50,0
60,0
70,0
80,0
90,0
100,0
110,0
PPH 20% CaCO3 30% CaCO3 40% CaCO3
Costin%
Cost Saving with CaCO3 in thermoformed PPH
overhead & labour
mould depreciation
machine production & depreciation
sheet cost
3. Raaka-ainekustannukset
Esimerkki: 20 % kalsiumkarbonaattia laskee tuotteen
kokonaiskustannuksia noin 10 %

26. This document contains proprietary information which shall not be
used and disclosed without Omya explicit written authorization.
26
4. Kestävä kehitys
Kalsiumkarbonaatin käyttö auttaa:
• Vähentämään öljypohjaisten
raaka-aineiden käyttöä
• Alentamaan energian käyttöä
prosessoinnin aikana
• Pienentämään hiilijalanjälkeä
• Lujittamaan muovituotteita
pitkäaikaisempaa käyttöä varten

27. This document contains proprietary information which shall not be
used and disclosed without Omya explicit written authorization.
27
Lopputuote-esimerkkejä – Jäykät muovipakkaukset

28. This document contains proprietary information which shall not be
used and disclosed without Omya explicit written authorization.
28
Lopputuote-esimerkkejä – Joustavat muovipakkaukset

29. This document contains proprietary information which shall not be
used and disclosed without Omya explicit written authorization.
29
Lopputuote-esimerkkejä – Hengittävät kalvot
• Hygieniatuotteet
• Vaipat
• Rakennuskalvot

30. This document contains proprietary information which shall not be
used and disclosed without Omya explicit written authorization.
30
Lopputuote-esimerkkejä – Hengittävät kalvot
Kalvo läpäisee vesihöyryä, mutta ei nestettä

31. This document contains proprietary information which shall not be
used and disclosed without Omya explicit written authorization.
31
Yleisimmät muovisovellukset
• Kalvot
• Levyt
• Kuidut
• Muovatut tuotteet
• Putket & profiilit
• Kaapelit & lattiapäällysteet
• Päällystetyt kankaat
• Kumit ja elastomeerit
• Kertamuovit

32. This document contains proprietary information which shall not be
used and disclosed without Omya explicit written authorization.
32
Yhteenveto
Kalsiumkarbonaatin lisäyksellä saavutetaan:
• Parannetut materiaaliominaisuudet
• Parempi prosessoitavuus ja tuottavuus
• Alhaisemmat raaka-ainekustannukset
• Pienemmät energiakustannukset
• Alhaisempi hiilijalanjälki

33. This document contains proprietary information which shall not be
used and disclosed without Omya explicit written authorization.
33
KIITOS !